Le 14 juillet 2026, à 96 mètres sous le niveau de la mer dans la baie de Jiaozhou, en Chine, le tunnelier à boue pressurisée de très grand diamètre « Shenlanhao », d’un diamètre d’excavation de 15,63 mètres, a achevé son dernier centimètre de creusement, cumulant 3 258 mètres. Cela marque l’achèvement complet du creusement au tunnelier de la ligne principale du deuxième tunnel routier sous-marin de la baie de Jiaozhou à Qingdao, le plus long et le plus grand tunnel routier sous-marin du monde. Ce « dragon sous-marin », long de 17,48 kilomètres dont 9,95 kilomètres en zone maritime, démontre la puissance de pointe de la Chine dans le domaine des tunneliers sous-marins de très grand diamètre, avec trois percées majeures : l’innovation en équipements lourds, l’amélioration du contrôle intelligent et la construction verte et bas carbone.

Projet phare : le « défi ultime » derrière le record mondial

Le deuxième tunnel routier sous-marin de la baie de Jiaozhou à Qingdao relie le centre-ville de Qingdao au nouveau district de la côte ouest. Long de 17,48 kilomètres et conçu pour une vitesse de 80 km/h, il est actuellement le tunnel routier sous-marin le plus long et le plus grand du monde en termes d’échelle de construction. Le tunnel utilise une méthode de construction combinant « forage-minage et tunnelier ». La section au tunnelier de la ligne principale nord, construite par China Communications Construction Company (CCCC) Tunnel Engineering Bureau, mesure 3 258 mètres.

Cependant, la construction de ce « projet phare » est semée d’embûches :

Pression d’eau ultra-élevée : le point le plus bas de la section au tunnelier se trouve à 96 mètres sous le niveau de la mer, supportant une pression d’eau ultra-élevée de 0,96 MPa, équivalant à 35 voitures par mètre carré ;

Zones de failles denses : le tracé doit traverser 22 zones de failles sous-marines ;

Strates complexes : le tunnelier creuse longtemps à proximité de zones de failles sous-marines, devant traverser sur de longues distances des roches dures et des zones de fracture, avec une résistance inégale des strates, une stabilité médiocre des roches encaissantes et une perméabilité très élevée du sol ;

Risques de lancement : la zone de lancement est constituée de remblais, avec un sol meuble, un espace de démontage du tunnelier restreint et des risques élevés d’excavation des passages transversaux sous-marins.

« Au-dessus, c’est l’océan immense, l’environnement hydrogéologique environnant est complexe, et les caractéristiques de haute pression et de forte corrosion de l’eau de mer imposent des exigences extrêmement élevées en matière de durabilité de la structure du tunnel et de sécurité de la construction », a déclaré Gan Congyu, chef de projet de CCCC Tunnel Engineering Bureau, pour décrire la difficulté de la construction.

Innovation en équipements lourds : trois « techniques exclusives » pour surmonter les défis du creusement sous-marin

Face à de multiples défis de classe mondiale, l’équipe du projet a développé trois percées technologiques clés sur mesure pour le « Shenlanhao » :

« Vis courte + concasseur + bac à cailloux » : une première en Chine pour éliminer les « blocages » de débris rocheux

Lors du creusement sous-marin avec un tunnelier de très grand diamètre, la boue et les gros débris rocheux obstruent facilement le système de sortie de l’équipement, un problème récurrent dans l’industrie. Le « Shenlanhao » adopte une structure combinée de « vis transporteuse courte + concasseur + bac à cailloux », une première en Chine. Ce système, en installant un concasseur en aval dans le bac à cailloux du circuit de refoulement, broie d’abord les gros blocs rocheux avant de les évacuer, résolvant efficacement le problème industriel de l’évacuation difficile des débris sous-marins.

Évaluation de l’usure des outils par fusion d’informations multidimensionnelles : du « changement d’outil passif » à l’« alerte proactive »

Pour le creusement sur de longues distances dans des roches dures sous-marines, l’usure des outils est cruciale pour la réussite du projet. Le « Shenlanhao » a mis en place un système d’évaluation de l’usure des outils basé sur la fusion d’informations multidimensionnelles. Ce système, en surveillant en temps réel les données de fonctionnement des outils et en les combinant avec les conditions géologiques et les paramètres de creusement, fait passer le « changement d’outil passif » traditionnel à une « alerte proactive », garantissant la sécurité et l’efficacité du creusement sur de longues distances.

Entraînement principal rétractable + surveillance visuelle de la chambre d’excavation : doter le tunnelier d’un « œil de lynx »

Le « Shenlanhao » est également équipé d’un entraînement principal rétractable et d’un système de surveillance visuelle de la chambre d’excavation, permettant aux opérateurs d’observer en temps réel l’état des débris et des outils dans la chambre. Avec un diamètre d’excavation de 15,63 mètres, une longueur totale de 160 mètres et un poids de 4 600 tonnes, ce tunnelier peut résister à une pression d’eau ultra-élevée de 0,96 MPa, ce qui en fait un véritable « géant » des tunneliers sous-marins.

Système de contrôle intelligent : 5G + Beidou + jumeau numérique, gestion du chantier « sur une seule carte »

Le « Shenlanhao » n’est pas seulement un concentré d’équipements lourds, mais aussi une application approfondie de la « fabrication intelligente chinoise » :

Une plateforme intelligente de jumeau numérique permet un contrôle précis de l’ensemble du processus, en s’appuyant sur la 5G, le positionnement Beidou et le système de construction numérique BIM, pour établir un réseau de contrôle intégré couvrant le personnel, les équipements et la structure du tunnel ; les inspections sur site, les vérifications de qualité et les mesures de quantification sont toutes bouclées en ligne, avec des archives électroniques natives remplaçant les documents papier traditionnels, réalisant une gestion intelligente du chantier « sur une seule carte » ; en parallèle, un système de surveillance automatisée des déblais et de la boue ainsi qu’un système d’analyse dynamique du creusement ont été développés pour optimiser en temps réel les paramètres de creusement, garantissant une construction stable et efficace.

Pratiques de construction verte : économie de près d’un million de mètres cubes d’eau, réduction de 75 % de la consommation d’énergie

La construction verte imprègne tout le cycle du projet :

Le projet a recyclé les eaux usées traitées des stations d’épuration pour remplacer l’eau douce dans la construction, économisant ainsi près d’un million de mètres cubes d’eau douce ; le système de traitement des eaux usées permet le recyclage de l’eau de construction ; le système intégré de « production-transport-injection » de coulis de comblement simultané a réduit de plus de 10 000 transports souterrains ; le système d’eau chaude à énergie aéraulique a réduit la consommation d’énergie de 75 %. Ces pratiques vertes apparemment mineures permettent à ce projet phare de s’écarter de la voie traditionnelle de « grande construction, grande consommation ».